採水器及採水方法與流程

2023-06-13 16:01:51 1

本發明涉及水體採樣技術領域，具體而言，涉及一種採水器及採水方法。

背景技術：

水體採樣工作是水環境保護及水環境科學研究的一項重要內容，對於不同深度水樣的採集，尤其是底層水樣的採集成為各項水資源研究工作的前提與基礎。在進行水樣採集的操作中，通常採用採水器進行採水操作。採水操作時，將採水器沉入目標水層進行採水，採水器的上、下活動蓋在浮力作用下自動打開，上、下活動蓋周圍的水樣都能通過開口處流入採水器，待採水完成後通過連接於採水器的繩子等將整個採水器自目標水層上提至水面上。

經發明人研究發現，用現有的採水器將整個採水器沉入目標水層進行採水，其採水速度慢、提水強度大且在上提及下沉過程中容易損壞設備；此外，由於取水口面積大，且水樣通過上、下活動蓋都能進入採水器，導致採水精確度低。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種採水器，其水樣採集精度高、速度快、提水容易以及設備使用壽命長等優點。

本發明的另一目的在於提供一種採水方法，其能夠方便、快速、精確地採集目標水樣。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種採水器，其包括本體和採水管，本體內開設有採水腔，採水管於本體底部與採水腔連通，本體的頂部設置有連通閥，本體的底部設置有用於開閉採水管的採水閥。

一種採水方法，其包括：將上述採水器沒入水下，並將採水管的遠離本體的一端的端部沉至目標水層，依次打開採水閥的連通閥，待目標水層的水樣在壓力差作用下沿採水管自動流入採水腔後，關閉連通閥及採水閥，將採水器提出水面。

本發明實施例的有益效果是：本發明提供的採水器，在本體開設與採水腔連通的連通閥及採水閥，將採水管通過採水閥與採水腔連通。使用該採水器進行採水作業時，將採水器本體沒入水面下並將採水管遠離本體的一端的端部沉至目標水層，依次打開採水閥和連通閥，在壓力差的作用下目標水層的水體通過採水管自動地流入採水腔。該採水器通過將長度與目標水層深度適應的採水管沉入目標水層進行採水，採水過程中目標水層的水樣只能通過採水管端部的開口處進入採水腔，加之採水管開口面積小，使採水液位準確，採水的精確度高；由於目標水層與連通閥開口處的水層之間存在較大的壓力差，使目標水層的水樣在採水管端部開口面積較小的情況下也能夠自動地、快速地通過採水管流入採水腔，且無需採用如抽水泵等其他動力裝置。另外，該設置方式只需將採水器的本體沒入水面下而無需將其沉至目標水層，採水器在採水完成後上提路徑短，提水方便；同時其能夠避免採水器在上提和下沉的過程中因撞擊硬物而造成採水器的損壞，增加了採水器的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例提供的採水器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的本體的剖視圖；

圖3為本發明實施例提供的採水管的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的採水管的剖視圖。

圖標：100-採水器；110-本體；111-採水腔；112-採水口；113-採水閥；114-連通口；115-連通閥；116-出水口；117-出水閥；118-提手；119-連接孔；120-採水管；121-採水分管；122-快速接頭；123-連接腔；124-連接口；125-密封圈；126-配重；127-重錘；128-卡扣。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

請參閱圖1，本實施例提供一種採水器100，包括本體110和連接於本體110的採水管120。採水器100通過將採水管120的遠離本體110的端部沉入目標水層將水樣採集至本體110。

具體地，請一併參閱圖1及圖2，本體110內開設有採水腔111，本體110的頂部設置有連通閥115，本體110的底部設置有採水閥113及出水閥117，連通閥115、採水閥113及出水閥117分別和採水腔111連通。

在本實施例中，本體110為由有機玻璃製成的封閉管體用於盛水樣，其具備質量輕、強度大、穩定性好以及便於觀察等優點。當然，根據實際的使用需要，本體110也可採用其他的材料，例如石英、金屬等製成。

本體110的底部開設有和採水腔111連通的採水口112，採水閥113通過採水口112和採水腔111進行連通用於控制採水管120的打開和閉合。

本體110的頂部開設有和採水腔111連通的連通口114，連通閥115通過連通口114和採水腔111連通。

採水操作時，依次打開採水閥113和連通閥115，使連通閥115開口處的液面、採水腔111以及採水管120的遠離本體110的端部的液面即目標水層依次連通，由於採水管120的遠離本體110的端部的液面及目標水層的壓力相對較大，在壓力差的作用下，目標水層的水體通過採水管120自動進入採水腔111。採水結束後，關閉連通閥115及採水閥113即可。

該設置方式利用連通閥115開口處的水層和目標水層之間產生的壓力差進行採水操作，無需藉助其他動力裝置即可進行快速採水。採水操作中，只需將採水管120沉入目標水層再控制連通閥115及採水閥113的開閉即可，操作簡單，同時也減輕了上提採水器100高工作強度。此外，採水管120的口徑較小且只通過採水管120的遠離本體110的端部開口處進水，採水液位準確，採水精確度高，誤差可控制在5％以內。

在本實施例中，連通閥115為單向閥，且連通閥115的進水口靠近本體110並和採水腔111連通，即液體只能通過連通閥115從採水腔111流出而不能通過連通閥115流入。將連通閥115設置為單向閥，其能夠防止在打開連通閥115和採水閥113進行採水時，連通閥115開口處的液體通過連通閥115進入採水腔111，最終混合在採集的目標水層水樣中影響取樣的精確度，能夠避免誤操作等對取水的影響。

請繼續參閱圖2，本體110的底部還開設有和採水腔111連通的出水口116，水樣採集完成後，依次打開連通閥115及出水閥117，水樣通過出水閥117通入樣品瓶中，便於後續的分析、研究。將出水口116設置於採水腔111底部便於將採水腔111內的液體儘可能地排出。

此外，出水閥117的設置的另一個目的在於便於對採水腔111進行清洗。在採水器100使用多次或使用採水器100進行過汙水採集後，可以通過出水閥117將清洗液灌入採水腔111中對其進行衝洗後排出，使採水腔111保持清潔，防止對採水水樣產生汙染。

需要說明的是，在本發明其他的實施例中，也可以使用採水閥113代替出水閥117。採水閥113和採水管120採用可拆卸的連接方式，在採水完成後拔出採水管120，通過採水閥113將水樣通入樣品瓶即可。採用採水閥113代替出水閥117的設置，其採水操作和放水操作便捷，同時在清洗過程中能夠將採水閥113一併清洗乾淨，不用單獨對其進行清洗。

需要說明的是，採水閥113、連通閥115以及出水閥117均可以設置成自動閥或手動閥。

在本實施例中，本體110的頂部還設置有提手118，本體110的外側壁開設有與提手118的端部配合的連接孔119，提手118的端部轉動連接於連接孔119。

提手118的設置，便於對採水器100進行上提等操作，使採水操作更方便。可以理解的是，還可以將拉索、吊環等固定於本體110的頂部用於上提採水器100。

請參閱圖3，在實施例中，採水管120包括多個依次連通的採水分管121以及配重126，採水管120的一端通過採水閥113與採水腔111連通。採水管120的遠離本體110的一端的端部與配重126相連。

配重126的設置便於採水管120的遠離本體110的一端的端部快速沉至目標水層。配重126包括重錘127及連接於重錘127的卡扣128，重錘127通過卡扣128連接於採水管120的遠離本體110的一端的端部。該連接方式能夠便捷、穩定地將重錘127連接在採水管120。

重錘127的重量約為500g,該重量使其在能夠將採水管120沉入目標水層的同時能夠穩定地連接於採水管120。需要說明的是，重錘127的重量不作限制，可以根據目標水層的深度以及目標水域的密度進行更換。由於重錘127通常採用金屬材料，其外表面還渡設一層保護膜，用於對重錘127的保護。

請參閱圖4，相鄰的兩個採水分管121採用可拆卸的連接方式，該設置方式便於根據目標水層的深度進行採水管120長度的調節，便於進行不同水位深度水樣的採取。

具體地，相鄰兩個採水分管121通過快速接頭122進行可拆卸連接。快速接頭122包括兩個相對設置且與採水分管121配合的連接口124，快速接頭122的內部開設有連通兩個連接口124的連接腔123，連接腔123的內部設置有與採水分管121的端部配合的密封圈125。

在進行相鄰兩個採水分管121的連接時，將採水分管121的一個端部通過快速接頭122的一個連接口124伸入連接腔123並穿過密封圈125，連接口124可對採水分管121進行鎖緊；將另一個採水分管121的一端按照上述方法通過另一個連接口124與快速接頭122連通，即可實現相連兩個採水分管121的密封連通，更佳地，當選用多個採水分管121組合形成採水管120時，配重126設置於最遠離本體110的一節採水分管121上，且優選設置於該採水分管121的進水端處。

採用快速接頭122對相鄰兩個採水分管121進行可拆卸的連接，連接穩定且操作簡單。將相鄰兩個採水分管121的端部通過兩個連接口124卡合在同一個快速接頭122內，使快速接頭122與採水分管121連接的氣密性好。密封圈125的設置用於增加採水分管121與快速接頭122連接的密封性，防止採水管120外部的液體通過快速接頭122與採水分管121的連接處進入採水管120。

採用上述快速接頭122進行連接與使用相互配合的兩個單通的快速接頭122進行連接相比，其操作方便，且能夠防止採水管120外部的液體通過快速接頭122之間的間隙進入採水管120內部而影響水樣的純淨度。

需要說明的是，在本發明其他的實施例中，也可以採用兩個相互配合的快速接頭122進行相鄰兩個採水分管121的可拆卸連接。較佳地，兩個相互配合的快速接頭122可採用卡接或螺紋連接等形式，卡接的連接方式其安裝和拆卸只需沿兩個快速接頭122的軸線進行對接或拔出，操作方便，連接穩定；螺紋連接的方式使快速接頭122連接處配合緊密，密封性高。

在本實施例中，採水管120為乳膠管，具體地可採用空壓軟管，其具備耐高壓、耐磨損、耐撕裂、耐氣候性、管體的彈性和柔韌性高等優點。根據實際使用的需要，也可以採用其他材料，如矽膠管、橡膠管等。

每個採水分管121的長度為5米，且在每個採水分管121的外表面每隔一米設置有長度標記，便於讀取採水管120的長度並進行長度調節。將每個採水分管121的長度設置為5米便於攜帶和操作，能夠避免因採水分管121長度過短需要多段連接的麻煩或者因採水分管121的長度過長而造成採水分管121纏繞等。

需要說明的是，在本發明其他的實施例中，採水分管121的長度還可以是3米、4米、6米或其他，需要根據具體的需求進行選擇。採水分管121上的標記間隔也不限於1米，其還可以是0.2米、0.5米或其他便於操作的間隔長度。

利用上述採水器100進行採水的採水方法包括如下步驟：

根據目標水層的深度調整採水管120的長度；將採水器100整體沒入水面以下，並將採水管120連有配重126的一端沉至目標水層；依次打開採水閥113和連通閥115，待目標水層的水樣在壓力差作用下從採水管120自動地流入採水腔111；觀察採水腔111內水樣的水位，採集完成後關閉連通閥115和採水閥113並將採水器100提出水面；依次打開連通閥115及出水閥117，通過出水閥117將採集的目標水層水樣通入樣品瓶待測。

在採水器100多次使用或採集過汙泥後，打開出水閥117，將清洗液通過出水閥117灌入採水腔111進行清洗，保證採水腔111內部的清潔，防止再次使用採水器100採水時對目標水樣產生汙染。

上述方法由於連通閥115開口處液面和目標水層液面存在較大的壓力差，其能夠使目標水樣自動地、快速地進入採水腔111而無需提供動力裝置。通過只將採水管120沉入目標水層，避免將整個採水器100下沉，減小了採水器100在下沉和上提過程中的工作強度；同時避免了採水器100在上提下層過程中對其產生的碰撞，增減了採水器100的使用壽命。而採水管120的口徑較小且只通過採水管120的遠離本體110的端部開口處進水，和傳統的將整個採水器100沉入目標水層並通過上、下活動蓋開閉進行採水相比，採水液位的準確。

綜上，本發明提供的採水器，利用連通閥和目標水層之間產生的壓力差，採用小口徑的採水管對目標水層進行精確的採水，採水速度快、精確度高、操作強度低、使用壽命長，且產品結構簡單，整體性價比高，易於工業化生產。該採水方法利用上述採水器進行採水操作，只需將採水管沉入目標水層再控制連通閥及採水閥的開閉即可，其方法簡單，且能夠便捷、快速並精確地進行採水。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。